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皇冠体育365生产系统技术经理Hebert Heidenreich
Hebert Heidenreich,生产系统技术经理
电气化:未来正在开启!
了解电力生产系统如何减少对环境的影响, 提高产量和采收率, 减少资本支出和运营支出, 首先是石油和天然气.
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位置
离岸
出版日期
12/14/2021
文章主题
的见解 生产系统 水下生产
产品使用

重新思考海底生产系统:电气化如何改变游戏规则

与皇冠体育365生产系统技术经理Hebert Heidenreich讨论如何利用全电动生产系统实现海底资产价值最大化

海上作业者降低成本和更可持续地生产碳氢化合物的压力越来越大,这推动了油气行业的重大变革. 对于许多运营商, 这意味着要重新思考传统工艺和技术,以便在今天和整个能源转型过程中保持竞争力. 为了提高作业效率和减少碳排放,海上作业公司可以做的最有益的事情之一就是重新评估现有和新设备的电液海底生产技术.

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我们采访了皇冠体育365生产系统技术经理Hebert Heidenreich,讨论了如何替换 液压与电气系统 能否启用基于业绩的回报, 提供更好的可靠性, 帮助作业者重新设想他们的海底油田架构, 减少二氧化碳和环境足迹.

全电力生产系统有哪些独特的功能?

电气化大大简化了海底模板和相关的上层基础设施. 操作人员可以拆卸所有液压元件, 简化海底配电装置, 在不增加系统主要电气要求的情况下,消除了数百公里的液压控制线路. 这使得创建简化, 最优的系统架构, 哪一种方法能够使新领域的出井更深、更长. 它还涉及到所有的健康问题, 安全, 以及与压力流体相关的环境(HSE)问题.

减小海底结构的尺寸和重量自然可以降低成本. 这也适用于脐带接口,因为它们的直径要小得多. 因为电力系统在设计上比较简单, 它们可以在更短的交货期和更少的船程内交付和安装, 使项目经济效益更佳.

电气化带有内置的传感和监控功能,能够以不同的方式分配系统的智能,并将决策点分散到离物理执行器更近的地方. 增加井的连通性 智能电动完成 同时也减少了海底结构,提高了采收率,减少了生产延迟. 雏菊链式电动执行器的可能性,而不是通常的点对点连接的液压执行器,为系统结构优化提供了新的机会.

此外, 电气化技术可以在较深的水深利用滞留的储量,并与现有的基础设施相连接. 全电动系统可以与常规上层系统一起操作, 这意味着纯电动树木将能够与传统树木共存,用于棕地应用. 增加更多的偏远井,而无需部署特定的上层基础设施,既可以提高成本效益,又可以降低碳排放.

电气化技术为无液压脐带缆提供动力,可用于更长时间的采油作业.

全电力生产系统如何对环境产生积极影响,并实现更可持续的运营?

除了液压控制的缺点外,流体的处理对正常的海阀关闭, 液压系统的另一个固有问题是流体泄漏. 同时可以采取措施减少或减轻液压系统泄漏, 从维护的角度来看,这并不划算. 除了对近海环境的污染风险, 此外,由于需要对系统进行适当的维护,船舶连续航行也会产生排放影响. 除此之外, 老化油田的液体补充成本通常在每年50万至200万美元之间. 为了修复液压泄漏和查找故障而进行的干预措施也会导致成本上升,并推迟计划外停机时间的生产. 全电动系统不需要液压油,而且在油田的整个生命周期内,需要的整体维护和干预更少. 电气化还增加了可监测的过程变量的数量,并提高了诊断覆盖率, 直接测量先前推断的条件, 通过减少干预基础设施,降低停机时间和故障定位时间.

另一件需要考虑的事情是液压系统与电力系统的整体尺寸和复杂性. 正如我所提到的, 无论环境条件或应用情况如何,全电动海底生产系统都更简单、更轻. 相比之下, 液压系统设备必须变得更笨重和更厚,以满足高压的要求, 深水环境, 以及长时间的回接场景. 他们需要更多的钢材, 更多的液压控制, 和更大的液压动力单元(hpu), 这意味着更高的成本和碳强度,不仅仅是制造液压系统, 但也有更多的船舶运输和安装.

海底全电动海底生产系统安装效图

全电动系统有更多的传感器, 提供关于位置的固有信息(电机解析器), 转矩(电流消耗), 和许多其他内部参数,可用于预后健康监测(PHM). 这将支持卓越的可靠性和可用性的系统,以减少干预, 它也是非永久参与设施(NPAIs)的关键推动因素。.

作业人员能否信赖全电力生产系统来完成作业? 这是一项经过验证的技术吗?

电力生产系统并不是什么新事物,而且它们有可靠的记录. 例如, 我们最初设计的全电动采油树已被TotalEnergies应用于北海地区,自2008年以来一直没有出现与电动驱动相关的故障. 在一个 最近发表了Equinor和totalenergy的技术论文 关于海底全电动技术, 作者指出,海底生产系统(SPS)供应商已经在多个海底开发项目中交付了数百个电动执行器,累计无故障运行时间超过1000万小时.

全电力生产系统的一个问题是电力. 对于井下系统,我们只需要很少的地面供电. 在驱动过程中,我们的阀门执行器的排量约为25W. 海底生产系统也是如此,其目标是提供高效的驱动系统.

目前, 先进的海底电气化应用杠杆涓流充电电池供电系统. 与传统的电液系统或弹簧故障安全无电池全电动系统相比,这种系统使用了更具成本效益的脐带缆. 系统大部分时间处于监控模式,功耗非常低. 然而, 当阀门需要偶尔打开和关闭时, 瞬间需要更多的电能需要几分钟. 电池供电系统能够最有效地利用现有的基础设施,因为只有当需要为阀门运动提供足够的电力时,电池供电系统才能发挥作用. 电池供电系统也提供了一个更好的替代标准系统与可再生能源的未来集成,由于其本地的能源存储能力. 这缓解了可再生能源发电的不稳定问题.

另一个问题是失败的可能性. 与液压系统相比,水下电动执行器提供了更高的应急级别. 机械过载装置在液压系统内发生故障或关闭时,都可能发生故障, 合并冗余和可检索性.

现有的水下控制系统故障模式大多与液压有关. 消除这些潜在的故障,再加上组件的简化,使系统更加可靠. 这在其他行业也得到了证明, 如航空航天, 汽车和医疗行业, 在哪些领域,电动执行机构越来越多地用于安全关键应用.

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